Tính cҩp thiӃt cӫDÿӅ tài
HiӋn nay, nӅn kinh tӃ phát triӇn nhanh vӅ mӑi mһt, nhu cҫu sӱ dөQJÿLӋn cho sҧn xuҩt và sinh hoҥt cӫa con QJѭӡLQJj\FjQJWăQJ1JXӗQÿLӋn tӯ các trҥm thӫy ÿLӋQ Fy QJX\ Fѫ NK{QJ ÿӫ cung so vӟi cҫX 'R ÿy QѭӟF WD ÿm [k\ Gӵng và phát triӇn thêm nhà máy nhiӋWÿLӋn tӯ WKDQÿiVҧn phҭm thҧi cuӕi cùng là tro bay sau quá WUuQKÿӕt cháy có chӭDKjPOѭӧng silica rҩt lӟn và viӋc thҧi bӓ không khoa hӑc, tác ÿӝng lӟQÿӃQP{LWUѭӡng Chúng ta cҫn có mӝt biӋn pháp hiӋu quҧ ÿӇ tái chӃ chҩt thҧi này là cҫn thiӃt Trong tro bay có hàm lѭӧng silica cao nên là nguӗn nguyên liӋu hӳu ích và tiӅm QăQJÿӇ tәng hӧp các vұt liӋu nano nhѭ zeolit, silic hoһc silica aerogel [1]
Rác thҧi nhӵD ÿDQJ Oj gánh nһng lӟn cӫa thӃ giӟL ÿѭѫQJ ÿҥi ÿzL Kӓi sӵ can thiӋp cӫa các nhà nghiên cӭu khoa hӑF ÿӇ tìm giҧi pháp khҳc phөc, giҧm thiӇu ô nhiӉPP{LWUѭӡng Vì phҫn lӟn rác thҧi nhӵa rҩt khó phân hӫy trong tӵ nhiên gây ҧnh Kѭӣng lӟQÿӃn hӋ sinh thái và sӭc khӓHFRQQJѭӡi MһWNKiFÿӇ khҳc phөc ô nhiӉm rác thҧi nhӵDFNJQJJk\Wәn thҩt nһng nӅ cho nӅn kinh tӃ sҧn xuҩt do phҧi tiêu tӕn chi phí thu gon, WKrPF{QJÿRҥn xӱ lý sҥFKWUѭӟc khi tái chӃ, giҧm chҩWOѭӧng sҧn phҭm cuӕi cùng Ѭӟc tính, chӍ có 9% sӕ rác thҧi nhӵD ÿѭӧc tái chӃ, khoҧng ÿѭӧFÿӕt cháy, còn lҥi 79% vүQÿDQJWӗn tҥi trong các bãi rác chôn lҩp trong P{LWUѭӡng tӵ nhiên Vào nhӳQJQăP3RO\HW\OHQWHUHSKWKDODWH3(7ÿѭӧc sӱ dөng phә biӃQÿӇ sҧn xuҩWFKDLQѭӟc ngӑt dùng cho mӝt lҫn Hҫu hӃt các loҥi nhӵa bao gӗm nhӵa PET có thӇ mҩt tӟLKjQJWUăPQăPÿӇ phân hӫ\YjWKѭӡng thì chúng ÿѭӧc vӭt bӓ ӣ FiFÿҥLGѭѫQJYjEmLUiF1Ӄu QKѭ[XKѭӟng sҧn xuҩt và quҧn lý chҩt thҧi hiӋn nay tiӃp tөc thì ѭӟc tính 12,000 triӋu tҩn chҩt thҧi nhӵa sӁ có ӣ các bãi chôn lҩp hoһF WURQJP{LWUѭӡng tӵ QKLrQYjRQăP Gây nên ҧQKKѭӣng xҩu ÿӃQP{LWUѭӡQJYjÿӡi sӕQJFRQQJѭӡi,
+ѫQQӳa, vұt liӋu composite có ÿӝ bӅn cao ӣ nhiӋWÿӝ WKѭӡng và nhiӋWÿӝ cao, khӕLOѭӧng riêng thҩSFyÿӝ cӭng tӕt, có khҧ QăQJFKӕng phá hӫy tӕt bӣi yӃu tӕ bên ngoài và các tính chҩt khác hҫXQKѭFDRKѫQso vӟi các thành phҫn baQÿҫu Ngày QD\QJѭӡi ta còn có thӇ dӵ ÿRiQWUѭӟc tính chҩt cӫa vұt liӋXÿӇ chӃ tҥo composite theo ý muӕn ĈӇ khҳc phөc các vҩQÿӅ nêu trên, viӋc phát triӇn vұt liӋu composite aerogel cho các ӭng dөng cách nhiӋt, cách âm, chӕng cháy có thӇ là mӝt giҧi pháp bӅn vӳng và thân thiӋn vӟLP{LWUѭӡng bҵng cách sӱ dөng sӧi PET tái chӃ (rPET)/tro bay làm WăQJNKҧ QăQJWiLsӱ dөng các nguӗn thҧi giҧm bӟt gánh nһng môi trѭӡng Mһc dù vұ\QKѭQJQKӳng nghiên cӭu vӅ composite aerogel cӫa Polyethylene terephthalate tái chӃ (rPET)/tro bay trên thӃ giӟi thұt sӵ khá khiêm tӕn so vӟi sӕ Oѭӧng bài báo khoa hӑc vӅ DHURJHO ÿѭӧF ÿăQJ Wҧi hiӋn nay Ӣ ViӋt Nam, mһF G ÿӅ tài aerogel FNJQJÿDQJGҫn nhұQÿѭӧc nhiӅu sӵ FK~êQKѭQJYүQFKѭDFyQJKLrQFӭu nhiӅu vӅ (rPET)/tro bay composite aerogel Vì nhӳQJOêGRWUrQ ÿӅ WjL³Tәng hӧp vұt liӋu composite aerogel tӯ Polyethylene terephthalate tái chӃ (rPET)/tro bay và ӭng dөng´ trӣ thành ÿӅ tài nghiên cӭu.
Ĉӕi Wѭӧng nghiên cӭu
Vұt liӋu composite aerogel siêu nhҽ tӯ sӧi rPET và tro bay.
Mөc tiêu nghiên cӭu
1 ĈӅ xuҩW SKѭѫQJ SKiS Wәng hӧp vұt liӋu composite aerogel tӯ sӧi rPET/tro bay
2 Khҧo sát các tính chҩt hóa lý cӫa vұt liӋu
3 ĈӏQKKѭӟng ӭng dөng cӫa vұt liӋu: Cách nhiӋt, cách âm, khҧ năng làm chұm quá trình cháy vào thӵc tiӉn
Tәng quan Polyethylene terephthalate (PET) và Polyethylene terephthalate tái chӃ (rPET)
Giӟi thiӋu PET
Polyethylene terephthalate (PET) là nhӵa nhiӋt dҿo phә biӃn nhҩt cӫa polyester dùng WURQJJLDÿuQKYjÿѭӧc sӱ dөng trong sҧn xuҩt sӧi dӋt may quҫn áo, FKăQJӕLÿӋm, bao bì, thùng chӭa chҩt lӓng thӵc phҭm, cùng vô sӕ vұt dөng khác +jQJQăPWKӃ giӟi có trên 50 triӋu tҩn nhӵa Polyethylene terephthalate (PET) ÿѭӧc sҧn xuҩt Phҫn lӟn PET sҧn xuҩt ra trên thӃ giӟi dùng cho sӧi tәng hӧp (trên 60%), sҧn xuҩt chai hӝp, bao bì chiӃm khoҧng 30% nhu cҫu toàn cҫu Trong bӕi cҧnh các ӭng dөng cho ngành dӋt may PET là SRO\PHU ÿѭӧc trùng hӧp tӯ các ÿѫQ Yӏ monomer ethylene terephthalate Tùy thuӝc vào quá trình chӃ biӃn mà nó có thӇ tӗn tҥi ӣ cҧ hai dҥng: Dҥng Y{ ÿӏnh hình (trong suӕt) và dҥng polymer bán tinh thӇ (semi-crystalline) Các vұt liӋu bán tinh thӇ có thӇ xuҩt hiӋn trong suӕt NtFKWKѭӟc hҥt nhӓ KѫQ500nm) hoһc mӡ ÿөc và trҳng (hҥt NtFK WKѭӟc OrQ ÿӃn mӝt vài micromet) tùy thuӝc vào cҩu trúc tinh thӇ cӫa nó YjNtFKWKѭӟc hҥt 1yÿm nhanh chóng trӣ nên phә biӃn vӟi cҧ nhà sҧn xuҩWYjQJѭӡi tiêu dùng do tính chҩt nhҽ cӫa vұt liӋXFyÿӝ bӅn cao, chӏXÿѭӧFQѭӟc, chi phí thҩp, dӉ vұn chuyӇn KѫQso vӟi chai thӫy tinh, sҧn phҭm vұt dөng hàng ngày rҩWSKRQJSK~ÿDGҥng [1]
PET ÿѭӧc gӑi là PET, PETE hoһc PETP hoһc PET-P) là nhӵa nhiӋt dҿo thuӝc hӑ polyester ÿѭӧc hình thành tӯ các acid trung gian terephthalic (TPA) và ethylene glycol (EG) PET ÿѭӧc dùng trong tәng hӧS[ѫ sӧi, vұt chӭa ÿӗ uӕng, thӭFăQYj các loҥi chҩt lӓng Ngoài ra, có thӇ dùng làm vӓ cӭng bӑc vұt dөng nhҵm tҥo thành mӝt màng chӕng thҩm khí và ҭm rҩt tӕt [1]
Cҩu trúc phân tӱ và hình thái hӑc
&iFÿһc tính cӫD3(7ÿѭӧc quyӃWÿӏnh bӣi quá trình xӱ lý nhiӋt, nó có thӇ tӗn tҥi các dҥng: Vô ÿӏnh hình (amorphous), kӃt tinh (crystalline) và bán kӃt tinh (semi- crystalline) [1-2]
Hình 2.2 Cҩu trúc cӫa PET [2] Ӣ dҥQJY{ÿӏnh hình (amorphous) các phân tӱ cӫa PET sҳp xӃp không có trұt tӵ, không theo mӝt quy luұt nào, hình thái ngoҥi quan là trong suӕt [1-2] Ӣ dҥng kӃt tinh (crystalline) các phân tӱ sҳp xӃp theo mӝt trұt tӵ nhҩt ÿӏnh Ngoҥi quan ÿөc (không trong suӕt) Tính chӏu nhiӋWYjÿӝ bӅQFDRKѫQVRvӟi dҥng vô ÿӏnh hình Cҩu trúc kӃt tinh ÿѭӧc hình thành bҵQJKDLFѫFKӃ: dùng nhiӋt hoһc ÿӏQKKѭӟng bҵQJFiFKNpRFѫKӑc [1-2]
Dҥng bán kӃt tinh (semi-crystalline) Ngoҥi TXDQÿөc (không trong suӕt), cҩu trúc tinh thӇ có 50% kӃt tinh (crystalline) [1-2]
Tính chҩt cӫa PET
PET là mӝt polyester mҥch thҷng, có ÿӝ ÿӏnh Kѭӟng lӟQGRÿyFyNӃt cҩu chһt chӁ, khó bӏ thӫy phân, bӅQFѫKӑc cao, có khҧ QăQJFKӏu lӵc xé, chӏu mài mòn cao, WѭѫQJÿӕi cӭng rҩt ít giãn khi bӏ tác ÿӝng cӫa ngoҥi lӵc Khi cháy tҥo ngӑn lӱa màu vàng và tiӃp tөc cháy khi cách ly khӓi ngӑn lӱDĈӝ bӅn kéo cӫa PjQJ3(7WѭѫQJ ÿѭѫQJPjQJQK{Pvà gҩp ba lҫn màng polycarbonate và màng polyamide Ӣ nhiӋt ÿӝ WKѭӡng nó là polyme vô ÿӏnh KuQKFyÿӝ ÿӏQKKѭӟng cao, trong suӕWQKѭQJӣ nhiӋWÿӝ gҫn 80°C thì xuҩt hiӋn kӃt tinh mӡ ÿөc [2]
PET rҩt ít tan trong dung môi hӳXFѫYjhoàn toàn không thҩPQѭӟc, thҩm khí rҩt thҩp PET khá bӅn nhiӋt, cҩu trúc hóa hӑc cӫa mҥch PET vүQFKѭDEӏ biӃQÿәi ӣ
200°C, tuy nhiên ӣ nhiӋWÿӝ khoҧng 70°C có thӇ làm biӃn dҥng màng PET BӅn hóa hӑc (cҧ HF), H3PO4, CH3COOH, axit béo, không bӅn vӟi HCl, HNO3 và H2SO4 ÿұPÿһc (do tác dөng vӟi gӕc ester) [2]
Tәng hӧp PET
PET ÿѭӧc sҧn xuҩt thành sӧi, thәLÿ~FWKjQKYӓ FKDLQѭӟc uӕng, pSÿQOjP phim chөp ҧQKEăQJJKLkP và vô sӕ vұt dөng NKiF3(7ÿѭӧc tҥo ra bӣi sӵ trùng hӧp cӫa ethylene glycol và axit terephthalic Ethylene glycol là mӝt chҩt lӓng không PjXWKXÿѭӧc tӯ ethylene và axit terephthalic là mӝt chҩt rҳn tinh thӇ WKXÿѭӧc tӯ xylene VӅ mһt hóa hӑc, ethylene glycol là mӝWGLROUѭӧu có cҩu trúc phân tӱ có chӭa hai nhóm hydroxyl (-OH) và axit terephthalic là mӝt axit aromatic GLFDUER[\OLF.KLÿXQ nóng vӟi nhau ӣ nhiӋWÿӝ và áp suҩt cao có chҩt xúc tác hóa hӑc các nhóm hydroxyl và cacboxyl phҧn ӭng tҥo thành các nhóm ester (-COO-), FK~QJÿyQJYDLWUz liên kӃt hóa hӑc kӃt nӕi nhiӅXÿѫQYӏ PET vӟi nhau thành các chuӛi polymer dài Phҧn ӭng tәng hӧp PET QKѭVDX [3]
Hình 2.3 Phҧn ӭng tәng hӧp PET [3]
%DQÿҫu là phҧn ӭng ester hóa giӳa các phân tӱ hydroxyethylterephthalate và ethylene glycol (EG) ӣ 250-280°C và 2-3kPa 6DXÿyFiFROLJRPHU ÿѭӧc polymer hóa ӣ 270-280°C và 50-100kPa Ӣ giai ÿRҥn này, tҥo các polymer thích hӧp cho các ӭng dөng mà không cҫn khӕi Oѭӧng phân tӱ cao, tuy nhiên nӃu trӑQJOѭӧng phân tӱ FDRKѫQOjFҫn thiӃt, thì sӁ ÿѭӧc polyme hóa trҥng thái rҳn thӭ ba ӣ 200-240°C và
100 kPa Sau khi tәng hӧp các polymer có thӇ ÿѭӧc chӃ biӃn thành hình dҥng theo yêu cҫu WK{QJTXDÿQpS phun hoһc thәi [3]
Polyethylene terephthalate tái chӃ (rPET)
So vӟi PET nguyên sinh, tính chҩt cӫa PET tái chӃ thҩSKѫQYӅ khӕLOѭӧng phân tӱ WUXQJEuQKÿӝ nhӟt, nhiӋWÿӝ nóng chҧ\FNJQJQKѭÿӝ dãn dài 1KѭQJNK{QJ vì thӃ mà PET tái chӃ thiӃu thӏ WUѭӡng tiêu thө PET sau khi tái chӃ ÿѭӧc ӭng dөng rӝQJ UmL WURQJ ÿӡi sӕQJ QKѭ Vӱ dөng thәi chai mӟi, thùng chӭa, sӧi thҧm, màng nhӵa, ô[4]
&iFSKѭѫQJSKiSWiLFKӃ 3(7FKtQKOjSKѭѫQJSKiSFѫKӑFYjSKѭѫQJSKiS hoá hӑc: VӟLSKѭѫQJSKiSFѫKӑFÿѫQWKXҫn là thu gom, rӱa sҥFKEăPQKӓ, sҩy NK{WiLJLDF{QJ7X\QKLrQQKѭӧFÿLӇm cӫDSKѭѫQJSKiSQj\OjKҥt nhӵa tái chӃ có chҩW Oѭӧng thҩS NK{QJ [iF ÿӏQK ÿѭӧc thành phҫQ Yj KjP Oѭӧng tҥp chҩt nên PET sau tái chӃ Fyÿӝ nhӟt rҩt thҩS'RÿyWiLFKӃ hoá hӑc ngày càng trӣ nên hiӋu quҧ ÿӇ xӱ lý PET thҧi [4]
&iFSKѭѫQJSKiSWiLFKӃ PET bҵQJSKѭѫQJSKiSKRiKӑc:
Thӫy phân (hydrolysis): Trong phҧn ӭng thuӹ phân nhӵa PET có thӇ dùng [~FWiFD[LWY{FѫKRһc kiӅm Sҧn phҭm cӫa phҧn ӭng là terephthalic acid (TPA) thô ÿѭӧc xӱ lý bҵng than hoҥWWtQKÿӇ loҥi bӓ tҥp chҩWYjVDXÿyWiLNӃt tinh bҵng dung P{LWKѭӡQJOjD[LWD[HWLFÿӇ WKXÿѭӧF73$Fyÿӝ tinh khiӃWWѭѫQJÿѭѫQJYӟLÿӝ tinh khiӃt TPA có trên thӏ WUѭӡng VӟLSKѭѫQJSKiSnày, phҧn ӭng xҧy ra chұm, cҫn nhiӅXJLDLÿRҥQÿӇ làm sҥFK73$JLiWKjQKFDRFKRQrQSKѭѫQJSKiStWÿѭӧc sӱ dөng cho tái chӃ PET vӟi quy mô công nghiӋp [4]
Hình 2.4 PKѭѫQJWUuQKShҧn ӭng thӫy phân [4]
5ѭӧu phân (methanolysis): Tác nhân khӱ trùng hӧSOjUѭӧu methylic ӣ nhiӋt ÿӝ khoҧng 200°CGѭӟi áp suҩt cao Phҧn ӭQJUѭӧu phân rҩt có hiӋu quҧ ÿӇ tái chӃ nhӵa PET ӣ dҥng màng, dҥng sӧi và chai Tuy nhiên, quá trình phân tách sҧn phҭm cӫa phҧn ӭng cҫQFKLSKtFDRSKѭѫQJSKiSQj\tWNLQKWӃ [4]
+uQK3KѭѫQJWUuQKSKҧn ӭQJUѭӧu phân [4]
Glycol phân (glycolysis): Phҧn ӭQJJO\FROSKkQ3(7ÿѭӧc tiӃQKjQKGѭӟi áp suҩt cao, nhiӋW ÿӝ 180-220°C WURQJP{LWUѭӡQJNKtWUѫ12ÿӇ tránh oxy hoá các polyol tҥo thành Sҧn phҭm cӫa phҧn ӭng là bis(2-hydroxyetyl) terephtalat (BHET) cùng vӟi oligome Tinh chӃ BHET bҵQJSKѭѫQJSKiSOӑFQyQJGѭӟi áp suҩt thҩp ÿӇ loҥi các tҥp chҩW6DXÿyOjPVҥch bҵng than hoҥWWtQKÿӇ khӱ màu và tҥp chҩt HiӋn QD\ÿk\OjSKѭѫQJSKiSÿDQJÿѭӧc sӱ dөng phә biӃn nhҩt [4]
+uQK3KѭѫQJWUuQKSKҧn ӭng glycol phân [4]
Ӭng dөng cӫa Polyethylene terephthalate tái chӃ (rPET)
Trên thӵc tӃ, nhӵa tái chӃ có tính ӭng dөng cao, mӝt sӕ QѫLFyêWѭӣng chӃ biӃn nhӵa phӃ thҧi thành dҫu thô, tái chӃ thành thҧm, chӃ biӃn dҫu xanh tӯ nhӵa phӃ thҧi Các nguyên liӋu sӧi công nghiӋp làm tӯ nhӵa PET tái chӃ ÿѭӧFGQJÿӇ tҥo ra nhiӅu loҥi sҧn phҭPNKiFQKDXQKѭTXҫQiRJLj\NKăQWҳPFKăQ, ô1Kӳng hoҥt ÿӝQJ Qj\ ÿm JyS SKҫn làm giҧm giá thành và giúp giҧi quyӃt vҩQ ÿӅ khan hiӃm nguyên liӋu sҧn xuҩt [4]
Mӝt ӭng dөng quan trӑng cӫa PET tái chӃ WURQJOƭQKYӵc vұt liӋu là viӋc sӱ dөng các vұt liӋu polyme gia cӕ bҵng sӧi thӫ\WLQKÿmSKiWWULӇn nhanh chóng trong nhӳQJQăPTXD&iF hӧp chҩt cao phân tӱ ÿҫu tiên sӱ dөng sӧi thӫy tinh cҳt nhӓ dӵa trên polyeste không no và nhӵDHSR[\QKѭQJJҫQÿk\FiFYұt liӋu nhӵa nhiӋt dҿRÿmÿѭӧc ӭng dөng chҷng hҥQQKѭ3RO\HWK\OHQHWHUHSKWKDODWH (PET) Sӧi thӫy tinh là nhӳng vұt liӋu gia cӕ sӱ dөng nhiӅu nhҩt trong nhӵa nhiӋt dҿo vӟi nhiӅXÿһc tính mong muӕQQKѭFKLSKtWKҩp, cách nhiӋWYjÿӝ bӅn kéo cao, kháng hóa chҩt Do ÿyYұt liӋu tәng hӧp dӵa trên nhӵa nhiӋt dҿo và sӧi thӫy tinh là sӵ kӃt hӧp dӉ dàng 7X\QKLrQFiFÿһc tính kӷ QѭӟFѭDQѭӟc khác nhau giӳa các sӧi thӫy tinh và nhӵa dүQÿӃQÿӝ bám dính kém ҧQKKѭӣQJÿӃn tính chҩWFѫKӑc cӫa vұt liӋu tәng hӧp Vì vұy, viӋc sӱ dөng chҩt phө gia hoҥt tính nhҵm cҧi thiӋQÿӝ bám dính giӳa các sӧi và polyme [4]
PET tái chӃ ÿѭӧc ӭng dөng trong xây dӵng là vҩQÿӅ phә biӃn nhҩt hiӋn nay ViӋc ӭng dөng PET tái chӃ vào xây dӵng nhҵm nâng cao hiӋu suҩt cách nhiӋt, cҧi thiӋn tính chҩWFѫKӑc cӫa bê tông vì lӧi ích kinh tӃ YjP{LWUѭӡng Các vұt liӋu cách nhiӋWYjÿLӋn cho ngành công nghiӋp xây dӵng là mӝt trong nhӳng ӭng dөng khҧ thi cӫa PET tái chӃ Mӝt sӕ ӭng dөQJÿDQJÿѭӧc quan tâm hiӋQQD\QKѭ&ӕt vұt liӋu cho bê tông polyme, gҥch, nhӵDÿѭӡQJVѫQQKҵm tҥo sӵ thân thiӋn vӟLP{LWUѭӡng và tránh lãng phí tài nguyên [4]
9 Mӝt sӕ ӭng dөng khác cӫa PET tái chӃ
Phө tùng ôtô: Tҩm phӫ ghӃ, hӝS ÿӵng pin, cánh quҥt và các tҩm cӱa, thҧm lót NKRDQJKjQKOêÿѭӧc sҧn xuҩt bҵng chҩt liӋu rPET bӅQÿҽp, chӕng thҩPQѭӟc, dӉ vӋ sinh Ngoài ra, rPET FzQÿѭӧc ӭng dөng trong ngành công nghiӋSÿLӋn tӱ (hӝp cụng tҳFÿLӋn, vӓ Gk\FiSÿLӋn, màn hỡnh tivi, ôKӋ thӕng lӑFWKRiWQѭӟc, ô [4]
Polyvinyl Alcohol (PVA)
Polyvinyl AOFRKROÿѭӧc gӑi tҳt là PVA là mӝt loҥi hóa chҩt trong ngành công nghiӋp phә biӃQÿѭӧFGQJQKѭPӝWQKNJWѭѫQJWURQJQѭӟc và WKѭӡQJÿѭӧc gӑi là keo PVA cho các vұt liӋu xӕSQKѭJӛ, giҩ\ÿi [5]
PVA NK{QJÿӝc hҥi nên khá an toàn khi tiӃp xúc trӵc tiӃp, bҧo quҧQYjOѭXWUӳ QѫLNK{UiRWKRiQJPiWWUiQKiQKQҳng mһt trӡLQѫLҭPѭӟt, nguӗn nhiӋt, xa tҫm tay trҿ em PVA có công thӭc phân tӱ:
Không giӕng hҫu hӃWFiFSRO\PHNKiF39$NK{QJÿѭӧc tәng hӧp trӵc tiӃp tӯ monomer Polyvinyl Alcohol vì hӧp chҩt này không tӗn tҥi mà chuyӇQVDQJÿӗng phân bӅQ KѫQ Oj DFHtaldehyde ThӵF UD Qy ÿѭӧc tәng hӧp tӯ quá trình thӫy phân Polyvinyl Acetate [5]
9 Tính chҩt vұt lí Ӣ nhiӋWÿӝ WKѭӡng, PVA là chҩt rҳQY{ÿӏnh hình, rҩt giӕng vӟLÿѭӡng trҳng KLÿXQQyQJEӏ mӅm hóa, có thӇ NpRGjLQKѭFDRVXYjNKLÿyVӁ kӃt tinh [5]
PVA có tính chҩt tҥRPjQJQKNJKyDYjNӃt dính tuyӋt vӡLĈӝ tan phө thuӝc vào nhiӋWÿӝÿӝ trùng hӧp, 7DQWURQJÿDVӕ dҫu mӥ và dung môi hӳXFѫQKѭ hydrocarbon, etherNHWRQHÿDFKӭc Ngoài ra còn có khҧ QăQJSKkQWiQәQÿӏQKÿӝ bӅn kéo cao và uӕn tӕWFNJQJQKѭNK{QJÿӝc hҥi và tính chӕng oxi hóa cao [5]
Bҧng 2.1 Tính chҩt vұt lí cӫa PVA [5]
STT Tính chҩt Giá trӏ
4 KhӕLOѭӧng riêng (g/cm 3 ) 1,19-1,31
13 Tính bҳt cháy Cháy vӟi tӕFÿӝ cӫa giҩy
14 ҦQKKѭӣng cӫa acid mҥnh Hòa tan hoһc phân hӫy
15 ҦQKKѭӣng cӫa base Chҧy mӅm hoһc hòa tan
16 ҦQKKѭӣng cӫa dung môi hӳXFѫ Không ҧQKKѭӣng hoһc rҩt ít
PVA là mӝt polymer chӭa nhiӅu nhóm -2+GRÿy nó có tính chҩt cӫa mӝt UѭӧXÿDFKӭc Ngoài ra, PVA có khҧ QăQJSKҧn ӭng tҥo mҥch nhánh khi có mһt chҩt chӕng gӕc tӵ GRQKѭSHUR[LGHpersulfate, ô khi ӣ dҥng lӓng hay rҳn Cỏc nhà sҧn xuҩWÿmӭng dөng tính chҩWQj\ÿӇ sҧn xuҩt sӧi PVA biӃn tính [5]
;ѫVӧi tәng hӧp: PVA là loҥL[ѫFyiLOӵc vӟLQѭӟc lӟn nhҩt trong sӕ các sӧi tәng hӧSÿѭӧc ӭng dөQJÿһc biӋt mà ít có loҥi sӧi nào có thӇ thay thӃ ÿѭӧc [6]
.HRGiQĈӝ bӅQNpRFDRYjÿһc tính keo dán cӫa PVA giúp cho chúng có ӭng dөng rӝng rãi trong sҧn xuҩt keo dán vӟi các thӇ loҥLÿDGҥng tӯ NHRGiQѭӟt cho giҩy tӟi keo dҥng hoҥt hóa ҭm [6]
Chҩt kӃt dính: Là chҩt kӃt dính hiӋu quҧ FDRÿӕi vӟi nhiӅu vұt liӋu khác nhau WURQJÿyFyVӧi vҧi, hҥt xúc tác, nút chai, sҧn phҭm phӃ thҧi, PVA có thӇ WKXÿѭӧc kӃt quҧ tuyӋt vӡi nhӡ sӱ dөng 3-5% PVA rҳn [6]
Hӗ và phӫ giҩy: Cung cҩp loҥi nhӵDWDQWURQJQѭӟFOjPWăQJÿӝ bӅQÿӝ trong, chӏu dҫu mӥ, không thҩm khí và nhӡ ÿyQkQJFDRFKҩWOѭӧng in các sҧn phҭm giҩy Ngoài ra, giҩy chӏu dҫu mӥ có thӇ ÿѭӧc tҥo bҵng các hӗ bӅ mһt bҵng PVA và ít bӏ ҧQKKѭӣng bӣLÿӝ ҭm và bӏ oxi hóa vì PVA hút ҭm tWKѫQPӝt sӕ tác nhân làm trong YjNK{QJED\KѫL [7]
Màng PVA: Ӭng dөng trong sҧn xuҩt bao gói gӗm túi và ӕng giҩy chӭa dҫu, mӥVѫQYj KyD FKҩW Ĉһc biӋt, do mӭF ÿӝ bám dính thҩSÿӕi vӟi mӝt sӕ vұt liӋu nhӵDNKiFQrQPjQJ39$QJăQFKһn nҩm mӕc [7]
Xanthan gum (XG)
&iFKÿk\UҩWOkXFRQQJѭӡLÿmWuPKLӇXÿѭӧc rҵng các loài Xanthomonas có thӇ sҧn xuҩt ra nhӳng khӕi sӅn sӋt CuӕL QăP ;anthan gum ÿm ÿѭӧc phát minh tҥi Northern Reaseach Center (NRRC), Peoria, Illinois Bà Allene Rosalind Jeanes và cӝng sӵ cӫa bà ӣ ViӋn Nông NghiӋp Hoa KǤ (United States Department RI$JULFXOWXUHÿmWә chӭc cuӝc kiӇm tra các loài vi sinh vұt có khҧ QăQJVҧn xuҩt ra các loҥLJXPWDQWURQJQѭӟc Trong sӕ ÿy;anthan gum là mӝt polysaccharide tәng hӧp bҵQJSKѭѫQJSKiSVLQKKӑc mà có tiӅPQăQJӭng dөng rҩt lӟn so vӟi các loҥi JXPWDQWURQJQѭӟFÿѭӧc sҧn xuҩt bҵQJSKѭѫQJSKiSWӵ nhiên [8] Ĉҫu nhӳQJQăP 1960, Xanthan gum trӣ thành sҧn phҭPWKѭѫQJPҥi bӣi công ty Kelco vӟLWrQWKѭѫQJPҥi là Kelzan (theo Whistler) vào năP1969, Xanthan gum ÿmÿѭӧc tә chӭc FDA (the American Food and Drug Administration) cho phép sӱ dөng làm phө gia thӵc phҭm sau nhӳng nghiên cӭu và thӱ nghiӋPWUrQÿӝng vұt 1yÿѭӧc phép sӱ dөng ӣ FiFQѭӟc: Hoa KǤ, Canada, Châu Âu (1982) [8]
Xanthan gum bao gӗm cөm 5 gӕF ÿѭӡQJ ÿѭӧc lһp lҥi, mӛi cөm gӗm 2 gӕc ÿѭӡng D-glucose, 2 gӕFÿѭӡng D-mannose, 1 gӕFÿѭӡng D-glucoronate và các gӕc acetate, pyruvate vӟi sӕ OѭӧQJWKD\ÿәi [8]
Mӛi cөPÿѫQYӏ cӫa mҥch chính trong chuӛi polysaccharide bao gӗm các gӕc ȕ-D-glucose, liên kӃt vӟi nhau bҵng liên kӃt ȕ-1,4 glycoside YӃu tӕ này giӕng vӟi cҩu trúc cӫa cellulose [8]
Mҥch nhánh gӗm 1 gӕc glucoronate nҵm ӣ giӳa liên kӃt vӟi 2 gӕc mannose
Vӏ trí thӭ nhҩt cӫa gӕc D-glucoronate liên kӃt vӟi vӏ trí thӭ hai cӫa 1 gӕc D- mannose, còn vӏ trí thӭ WѭFӫa gӕc D-glucoronate liên kӃt vӟi vӏ trí thӭ nhҩt cӫa mӝt gӕc mannose khác [8]
Mҥch nhánh liên kӃt vӟi mҥch chính tҥi vӏ trí thӭ 3 trên gӕc cellulose cӫa mҥch chính và vӏ trí thӭ nhҩt trên gӕc mannose cӫa mҥch nhánh [8]
Khoҧng mӝt nӱa sӕ gӕc mannose ӣ cuӕi có nhóm acid pyruvic liên kӃt do nhóm ketal tҥo vòng tҥi vӏ trí 4-6 trên gӕc mannose Gӕc mannose còn lҥi liên kӃt vӟi mӝt acetyl tҥi vӏ trí thӭ ;DQWKDQJXPFNJQJFKӭa các ioQGѭѫQJKyDWUӏ mӝt QKѭOj1D.0ҥch nhánh và mҥch thҷng xoҳn chһt vӟi nhau tҥo thành hình dҥng bӅn chһt [8]
KhӕLOѭӧng phân tӱ có thӇ tӯ 0,9 triӋXÿӃn 1,6 triӋu Dalton
Hình 2.8 Cҩu trúc cӫa mӝWÿѫQYӏ Xanthan gum [8]
Xanthan gum là phân tӱ sinh hӑc xoҳQÿ{LQKѭQJNK{QJÿӕi xӭng nhau Mҥch nhánh và mҥch thҷng xoҳn chһt vӟi nhau tҥo thành hình dҥng bӅn chһt Các phân tӱ có thӇ co lҥi hình xoҳn ӕc kép hình thành cҩXWU~Fÿһc quánh, khi gһp mӝt sӕ ÿLӅu kiӋn sӁ bӏ duӛi mҥFKOjPWKD\ÿәi tính chҩt MҥFKFKtQKÿѭӧc mҥch bên bҧo vӋ nên làm cho Xanthan gum WѭѫQJÿӕi bӅn vӟi acid, kiӅm và enzyme [8]
Acid pyruvic là mӝt thành phҫn rҩt quan trӑQJGRQyWiFÿӝQJÿӃn khҧ QăQJ KzDWDQWURQJQѭӟc cӫa polymer Thành phҫn acid pyruvic trong Xanthan gum khác nhau phө thuӝc vào chӫng Xanthomonas campestris (có nhӳng chӫng sҧn xuҩt ra KjPOѭӧng acid pyruvic rҩt cao, có nhӳng chӫng lҥi sҧn xuҩt ra vӟLKjPOѭӧng rҩt thҩSÿLӅu kiӋQOrQPHQYjÿLӅu kiӋn thu hӗi sҧn phҭm [8]
.KLKzDWDQWURQJQѭӟc, Xanthan gum bӏ hydrate hóa mӝt cách nhanh chóng, không bӏ ÿyQJFөc tҥo dung dӏFKFyÿӝ nhӟt cao Dung dӏch có nӗQJÿӝ khoҧng 1%
Fy ÿӝ nhӟt xҩp xӍ 1.000F3 NKL ÿR ӣ 60 v/ph vӟi thiӃt bӏ ÿR ÿӝ nhӟt Brookfield model LVF ӣ 25°C [8] ҦQKKѭӣng cӫa muӕi: Ĉӝ nhӟt không bӏ ҧQKKѭӣng khi thêm mӝWOѭӧng lӟn muӕLQKѭWURQJg/l dung dӏch NaCl chӍ OjPWăQJNK{QJÿiQJ NӇ ÿӝ nhӟt cӫa dung dӏch Xanthan gum [8]
9 Tính tѭѫQJKӧp cӫa Xanthan gum
Vӟi alcohol: Xanthan gum không hòa tan trӵc tiӃSÿѭӧFWURQJDOFRKROQKѭQJ lҥi có khҧ QăQJWѭѫQJWKtFKYӟi nó Nhӳng sҧn phҭm có chӭa Xanthan gum trong công thӭc thành phҫQWKѭӡng chiӃPÿӃn 60% dung P{LDOFRKROQKѭHWKDQRO7DFy thӇ sӱ dөng tính chҩWQj\ÿӇ OjPFKRFRFNWDLOUѭӧu có mùi chocolate trӣ QrQÿһc KѫQ [8]
Vӟi các loҥi enzyme: Hҫu hӃt các dung dӏFKNHRÿӅu bӏ thoái hóa ӣ mӝt giӟi hҥQ QjR ÿy Eӟi các enzyme có mһt trong thӵc phҭP QKѭ FHOOXODVH pectinase, amylase, protease Tuy nhiên, Xanthan gum không bӏ thoái hóa bӣi chúng Khҧ QăQJNKiQJOҥLWiFÿӝng cӫa enzyme là do sӵ sҳp xӃp các nhánh chính và nhánh phө, sӵ sҳp xӃp này chӕng lҥLWiFÿӝng cӫa enzyme lên liên kӃt 1,4 trong nhánh chính Nhӡ ÿyPjQJăQFҧQÿѭӧc sӵ QJѭQJWUQJhӧp do enzyme, acid và kiӅm Ӭng dөng thӵc tӃ, khҧ QăQJ [DQWKDQgum chӕng lҥL WiF ÿӝng cӫD HQ]\PH ÿm ÿѭӧc sӱ dөng trong mӝt sӕ sҧn phҭm thӵc phҭPQKѭEiQKPӭt táo, thӵc phҭm có chӭa tinh bӝt, gia vӏ trӝn, ô [8]
9 Gel thuұn nghӏch vӅ nhiӋWÿӝ
Gel tҥo thành khi làm nguӝi các hӛn hӧp Xanthan gum ӣ trҥng thái keo có thӇ thӵc hiӋn sӵ chuyӇQÿәi cҩu hình xoҳn ӕFÿ{LWKjQKFKXӛLÿѫQEҵng cách tôi luyӋn ӣ nhiӋWÿӝ 40-80°C Ӣ cҩu hình chuӛLÿѫQPҥQJOѭӟi liên kӃt yӃXÿLKuQKWKjQKQrQ trҥng thái giҧ dҿo (pseudoplastic) làm giҧPÿӝ nhӟt cӫa dung dӏch Xanthan gum có khҧ QăQJNӃt hӧSÿѭӧc vӟi nhiӅu chҩt tҥo gel [8]
Sӵ hiӋn diӋn cӫa nhӳng chuӛLWtFKÿLӋn âm trong phân tӱ Xanthan gum làm WăQJ NKҧ QăQJ K\GUDWH KyD Yj Wҥo nên dung dӏch Xanthan gum WURQJ Qѭӟc lҥnh Xanthan gum là mӝt chҩWKiRQѭӟFWDQÿѭӧFWURQJQѭӟFQyQJYjQѭӟc lҥQKĈLӅu kiӋn lҥQK ÿ{QJUm ÿ{QJNhӡ khҧ QăQJ OLrQ NӃt vӟL Qѭӟc nên dung dӏch Xanthan gum rҩt bӅn khi lҥQKÿ{QJFNJQJQKѭUmÿ{QJ [8]
Tro bay (Fly ash) và phө gia chӕng cháy
Tro bay (FA)
Trong các nhà máy nhiӋWÿLӋQVDXTXiWUuQKÿӕt cháy nhiên liӋXWKDQÿiphҫn phӃ thҧi rҳn tӗn tҥLGѭӟi hai dҥng: Phҫn xӍ WKXÿѭӧc tӯ ÿi\OzYjSKҫn tro gӗm các hҥt rҩt mӏn bay theo các khí ӕQJNKyLÿѭӧc thu hӗi bҵng các hӋ thӕng thu gom cӫa các nhà máy nhiӋWÿLӋn [9-10]
7UѭӟFÿk\ӣ FKkXặXFNJQJQKѭӣ 9ѭѫQJTXӕc Anh phҫQWURQj\WKѭӡng ÿѭӧc cho là tro cӫa nhiên liӋXÿӕWÿmÿѭӧc nghiӅn mӏn1KѭQJӣ Mӻ, loҥLWURQj\ÿѭӧc gӑi là tro bay bӣi vì nó thoát ra cùng vӟi khí ӕQJNKyLYj³ED\´YjRWURQJNK{QJNKt
Và thuұt ngӳ WURED\IO\DVKÿѭӧc dùng phә biӃn trên thӃ giӟi hiӋQQD\ÿӇ chӍ phҫn thҧi rҳn thoát ra cùng các khí ӕng khói ӣ các nhà máy nhiӋWÿLӋn [9-10]
Tro bay có chӭa hàm Oѭӧng canxi 8% hoһFFDRKѫQKRһc CaO tӵ do trên 1%) là loҥLWURED\FyKjPOѭӧQJFDQ[LFDR'Rÿy&D2WURQJWURED\KRһc CaO tӵ do ÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ phân biӋWWURED\FyKjPOѭӧng canxi cao vӟLWURED\KjPOѭӧng canxi thҩp Theo cách phân biӋWQj\WKuWURED\FyKjPOѭӧQJFDQ[LFDRFyPjXKѫL YjQJWURQJNKLÿyWURED\FyKjPOѭӧng canxi thҩSFyPjXKѫL[iP [9-10]
Theo cách phân loҥi cӫD&DQDGDWURED\ÿѭӧc chia làm ba loҥi:
Loҥi F: Hàm OѭӧQJ&D2tWKѫQ
Loҥi CI: +jPOѭӧng CaO lӟQKѫQQKѭQJtWKѫQ
Loҥi C: +jPOѭӧng CaO lӟQKѫQ
Trên thӃ giӟi hiӋQQD\WKѭӡng phân loҥi tro bay theo tiêu chuҭn ASTM C618 Theo cách phân loҥi này thì phө thuӝc vào thành phҫn các hӧp chҩt mà tro ba\ÿѭӧc phân làm hai loҥi là loҥi C và loҥi F [9-10]
Tro bay là loҥi F nӃu tәQJKjPOѭӧng (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) lӟQKѫQ Tro bay là loҥi C nӃu tәQJKjPOѭӧng (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) nhӓ KѫQ
9 Thành phҫn hóa hӑc trong tro bay
Tro cӫa các nhà máy nhiӋWÿLӋn gӗm chӫ yӃu là các sҧn phҭm tҥo thành tӯ quá trình phân hӫy và biӃn ÿәi cӫa các chҩt NKRiQJFyWURQJWKDQÿi7K{QJWKѭӡng, tro ӣ ÿi\OzFKLӃm khoҧng 25% và tro bay chiӃm khoҧng 75% tәQJOѭӧng tro thҧi ra Hҫu hӃt các loҥLWURED\ÿӅu là các hӧp chҩt silicat bao gӗm các oxit kim loҥLQKѭ SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO20J2&D2ôvӟi hàm Oѭӧng than FKѭD FKiy chӍ chiӃm mӝt phҫn nhӓ so vӟi tәng hàm Oѭӧng tro, ngoài ra còn có mӝt sӕ kim loҥi nһQJQKѭ
Cd, Ba, Pb, Cu, Zn, Fe, [9-10]
Thành phҫn hóa hӑc cӫa tro bay phө thuӝc vào nguӗn nguyên liӋXWKDQÿiVӱ dөQJÿӇ ÿӕt Yj ÿLӅu kiӋQÿӕt cháy trong các nhà máy nhiӋW ÿLӋn Các hҥt tro bay ÿѭӧc chia ra làm hai dҥng: DҥQJÿһc và dҥng rӛng 7K{QJWKѭӡng, các hҥt tro bay hình cҫu, rҳQÿѭӧc gӑi là các hҥWÿһc và các hҥt tro bay hình cҫu mà bên trong rӛng có tӹ trӑng thҩSKѫQJFP 3 ÿѭӧc gӑi là các hҥt rӛng Mӝt trong các dҥQJWKѭӡng thҩy ӣ WURED\WKѭӡQJÿѭӧc tҥo nên bӣi các hӧp chҩt có dҥng tinh thӇ QKѭWKҥch anh, mulit và hematit, các hӧp chҩt có dҥng thӫ\WLQKQKѭWKӫy tinh oxit silic và các oxit khác [9-10]
9 Phân bӕ NtFKWKѭӟc hҥt trong tro bay
.tFKWKѭӟc hҥt tro bay là mӝt yӃu tӕ quan trӑng quyӃWÿӏQKÿӃn khҧ QăQJӭng dөng cӫa nó Mӛi loҥi tro bay tùy thuӝc vào nguӗn nguyên liӋXÿLӅu kiӋQÿӕt và SKѭѫQJSKiSWKXKӗi mà có sӵ phân bӕ NtFKWKѭӟc hҥt trong tro bay khác hau Tro bay cú kớch WKѭӟc hҥt nҵm trong khoҧng 10-350àm, phõn ÿRҥQFyÿѭӡng kớnh hҥt nhӓ KѫQàm chiӃm tӹ trӑng lӟn [9-10]
HiӋn nay, viӋc nghiên cӭu tái sӱ dөng tro bay ÿѭӧc phát triӇn và quan tâm nhҵm tұn dөng tӕi ÿDQJXӗn nguyên liӋu dӗi dào này Tính ÿӃn nay, kӇ cҧ FiFQѭӟc phát triӇQOѭӧQJWURED\ÿѭӧc tái sӱ dөng vүn còn hҥn chӃ, chӫ yӃu ӣ OƭQKvӵc xây dӵng QKѭOjPSKө gia cho bờ tụng, bӗLÿҳSÿҩt, làm gҥch khụng nung, ô [11] Ӭng dөng trong nông nghiӋp: Tro bay có thӇ sӱ dөng làm tác nhân cҧi tҥRÿҩt nông nghiӋp Phҫn lӟn các loҥi cây trӗng thích hӧp vӟLP{LWUѭӡng pH là 6,5-7 cho sӵ phát triӇn ViӋc bә sung tro bay kiӅPFKRÿҩt chua có thӇ OjPWăQJÿӝ pH Phҫn lӟn các nghiên cӭXÿmFKӭng tӓ khҧ QăQJFӫDWURED\OjPWăQJÿӝ pH cӫDÿҩt có môi WUѭӡng axit bҵng cách sӱ dөng tro bay loҥi C, tӭc là tro bay vӟLKjPOѭӧng CaO cao (>15%) Ngoài ra, có mӝt sӕ nghiên cӭu chӍ ra kӃt hӧSY{LYjWURED\YjRÿҩt làm WăQJVӵ әQÿӏQKFKRÿҩWKѫQOjGQJULrQJUӁ vӟi vôi [11] Ӭng dөng làm chҩt hҩp phө: NhӳQJQăPJҫQÿk\WtQKNKҧ thi cӫa tro bay làm chҩt hҩp phө giá rҿ ÿӇ loҥi bӓ các chҩt ô nhiӉPWURQJNK{QJNKtYjQѭӟFÿDQJÿѭӧc nghiên cӭu và phá triӇn Có thӇ dùng tro bay thay thӃ than hoҥt tính cho viӋc hҩp phө các khí NOx, SOx, các hӧp chҩt hӳX Fѫ thӫy ngân trong không khí, thuӕc nhuӝm, ô [11]
Phө gia chӕng cháy
Nhu cҫu toàn cҫX ÿӕi vӟi các chҩt chӕng FKi\ ÿѭӧc dӵ kiӃQ JLD WăQJ ÿӃn 4,6% mӛLQăP1ăPÿҥt 2,8 triӋu tҩn, trӏ giá 7 tӹ USD Nhӳng tiӃn bӝ sӁ ÿѭӧc WK~Fÿҭy bӣi sӵ WăQJWUѭӣng sҧn Oѭӧng sҧn xuҩWÿһc biӋt là tҥi Mӻ, Nhұt Bҧn và Tây Âu vӟi quá trình hӗi phөc sau thӡi kǤ suy thoái [11]
Nhu cҫu thӏ WUѭӡng cӫa phө gia chӕQJFKi\WURQJÿyVӵ phân bӕ trình bày theo biӇXÿӗ Gѭӟi
Hình 2.9 Phân bә thӏ WUѭӡng vӅ loҥi phө gia chӕQJFKi\QăP2011 [11]
Khu vӵc Châu Á-7KiL%uQK'ѭѫQJÿҥWWăQJWUѭӣng nhanh nhҩt trên thӃ giӟi và tiӃp tөc duy trì vӏ trí này trong nhiӅXQăPWӟi Trung Quӕc và ҨQĈӝ là hai quӕc gia phát triӇn nhanh chóng nhҩt trên toàn thӃ giӟi, tiӃp theo là Thái Lan [11]
Chҩt chӕng FKi\ WUrQ Fѫ Vӣ Photpho thì WăQJ WUѭӣng nhanh nhҩt Alumina Trihydrat (ATH) là chҩt chӕng cháy sӱ dөng rӝng rãi nhҩt trên thӃ giӟLWURQJQăP
2013, chiӃm gҫn mӝt phҫn ba sӕ tiêu thө toàn cҫu Các chҩt chӕng cháy halogen hóa, ÿҥi diӋn bӣi các sҧn phҭm bromine YjFKORULQHÿDQJ ÿѭӧc loҥi bӓ trên toàn cҫu do các rӫi ro vӅ sӭc khӓHYjP{LWUѭӡng, tҥRFѫKӝi cho các nhà cung cҩp chҩt chӕng cháy thay thӃ ÿӇ thay thӃ chúng Tuy nhiên, sӵ UD ÿӡi cӫa các công thӭc ít nguy hiӇm bӟi các nhà cung cҩp chҩt chӕng cháy halogen hóa sӁ WăQJÿӃn mӝt mӭFÿӝ nhҩWÿӏnh [11]
Các ӭng dөng xây dӵQJWăQJPҥnh Doanh sӕ cӫa các chҩt chӕQJFKi\ÿѭӧc sӱ dөng trong các ӭng dөng xây dӵng sӁ ghi lҥi sӵ WăQJWUѭӣng mҥnh mӁ cӫa thӏ WUѭӡQJ1ăP chiӃm thӏ phҫn lӟn nhҩt vӟi 28% trên toàn thӃ giӟi Do dân sӕ ngày càng tұSWUXQJÿ{QJ ӣ FiFWUXQJWkPÿ{WKӏ, nó sӁ có tҫm quan trӑQJKѫQÿӇ thӵc hiӋQÿ~QJOXұt xây dӵng giҧm tӹ lӋ cháy, cӫng cӕ doanh sӕ chҩt chӕng cháy trong các sҧn phҭP QKѭ Yұt liӋu Các chҩt chӕng cháy có hiӋu quҧ ÿҥW ÿѭӧc mӝt trong nhӳng mөFWLrXVDXÿk\: 7ăQJQKLӋWÿӝ bҳt cháy cӫa vұt liӋu, làm chұm tӕFÿӝ cháy, làm giҧm tӹ lӋ giҧi phóng nhiӋt, làm giҧm sӵ phát triӇn cӫa ngӑn lӱa, làm giҧPOѭӧng khói sinh ra [11]
Các phө gia chӕng cháy có nhiӋm vө FKtQKOjQJăQFҧn và dұp tҳt quá trình FKi\WK{QJTXDFiFFѫFKӃ sau:
Tҥo lӟp bҧo vӋ trên bӅ mһt pha rҳn: Các phө gia chӕng cháy sӁ giúp hình thành mӝt lӟp bҧo vӋ bҵng cacbon, lӟp bҧo vӋ này sӁ hình thành mӝt lӟp cách nhiӋt YjQJăQFҧn sӵ tiӃp xúc cӫa bӅ mһt polymer vӟi oxi [11]
Dұp tҳt gӕc tӵ do hoҥW ÿӝng trên pha khí: Trong quá trình cháy, các phҫn polymer sӁ WѭѫQJWiFYӟi oxi và các chҩt nhҥy phҧn ӭQJÿӇ tҥo ra các gӕc tӵ do cӫa oxi, hydroxy và hydro Nhӳng phө gia có chӭa halogen và photpho có thӇ tác dөng vӟi các gӕc tӵ GRQj\ÿӇ tҥo ra các hӧp chҩt ít hoҥWÿӝng nhҵPQJăQFҧn quá trình cháy [11]
Mӝt sӕ chҩt chӕng cháy thông dөng:
9 Chҩt chӕng cháy halogen
Các chҩt chӕQJFKi\ KDORJHQ ÿѭӧc chӃ tҥRÿӇ có thӇ sinh ra khí HX (hydro halogen) trong khi gia nhiӋWWURQJÿy;OjPӝWKDORJHQWKѭӡng sӱ dөng là brom Các HX can thiӋp vào các phҧn ӭng chuӛi tham gia vào quá trình mӣ rӝng ngӑn lӱa Các chҩt chӕng cháy brom hӳXFѫFyKLӋu quҧ KѫQVRYӟi hҫu hӃt các loҥi khác, bao gӗm cҧ chҩt chӕQJFKi\FORÿѭӧc sӱ dөQJWURQJFiFOƭQKYӵFÿLӋQYjÿLӋn tӱ Có khoҧng 75 chҩt chӕQJFKi\EURPÿѭӧc sӱ dөQJWURQJWKѭѫQJPҥi bao gӗm:
Tetrabromophthalic Anhydride, Hexabromocyclododecan, Dibromoneopentyl glycol, Tribromoneopentyl Alcohol, ô
&ѫFKӃ chӕng cháy: Chҩt chӕng cháy halogen hóa hoҥWÿӝng bҵng cách tҥo ra hydro halogenua trong khi gia nhiӋt Chúng làm giҧm hoһc loҥi bӓ các phҧn ӭng phân nhánh cӫa gӕc tӵ do tham gia vào quá trình cháy trong pha khí
Cỏc gӕc tӵ do H + và OHỉ cú QăQJOѭӧQJFDRÿѭӧc hỡnh thành trong ngӑn lӱa ÿѭӧc loҥi bӓ bӣi các chҩt chӕng cháy chӭDKDORJHQQKѭVDX
Giҧi phúng cỏc gӕc tӵ do halogen (Xỉ) tӯ chҩt chӕng chỏy (R-X), hỡnh thành hӧp chҩt hydro halogen (HX) trung hòa các gӕc tӵ GRJLjXQăQJOѭӧng [11]
VӟLÿLӅu kiӋQÿѭӧc sӱ dөng vӟi mӝt chҩt hӛ trӧ, các chҩt chӕng cháy halogen có hiӋu quҧ ngay cҧ ӣ KjPOѭӧng thҩp YjGRÿytWJk\ҧQKKѭӣng xҩXÿӃn tính chҩt vұt lý
9 Aluminium Trihydroxit (Alumina Trihyrat, ATH)
Hydroxit kim loҥi là hӧp chҩt thay thӃ quan trӑng cho chҩt chӕng cháy halogen hóa ATH là chҩt chӕQJFKi\ ÿѭӧc sӱ dөng phә biӃn nhҩt cho chҩt dҿo ATH phân hӫy khi nung ӣ 190°C theo phҧn ӭng: 2Al(OH)3 ĺ Al2O3 + H2O
ATH ӭc chӃ quá trình cháy bҵng cách loҥi bӓ nhiӋt tӯ hӋ thӕng Các phҧn ӭng phân hӫy là thu nhiӋWQyFNJQJWҥRUDKѫLQѭӟc làm loãng khí dӉ cháy sinh ra bӣi sӵ phân hӫy cӫDSRO\PHU&ѫFKӃ thӭ ba là sӵ hình thành oxit nhôm hҩp thө mӝt sӕ chҩt khí dӉ cháy, dӉ ED\KѫLJLҧm khói [11]
ATH chӍ có hiӋu quҧ chӕng cháy và ӭc chӃ khói khi dùng vӟL Oѭӧng lӟn WKѭӡQJOjQKѭQJÿ{LNKLKѫQ% khӕi OѭӧQJ1yÿmÿѭӧc sӱ dөng thành công vӟi acrylic nhiӋt rҳn, epoxy, copolymer etylen trong vӓ bӑc cáp, PVC, LDPE, EVA và cao su khác nhau, kӁPERUDWOjPWăQJWKrPKLӋu quҧ cӫa nó [11]
ATH hoҥWÿӝng tӕt vӟi các polymer phân cӵFQKѭQJNK{QJEiPGtQKWӕt vӟi 33GRÿyFҫn biӃn tính bӅ mһt vӟi silan hoһc vӟi muӕi titanat Mӝt cách khác là chӭc hóa PP bҵng cách ghép mӝt monomer DFU\OLFOrQÿy [11]
Magie Hydroxit ÿѭӧc biӃWÿӃQQKѭOjPӝt chҩt chӕng cháy kӇ tӯ QăP QKѭQJFKӍ ÿѭӧc sӱ dөQJOѭӧng lӟQWURQJWKѭѫQJPҥi kӇ tӯ QăPWUӣ lҥLÿk\ Nó bӏ phân hӫy khi gia nhiӋWÿӃn 340°C tҥRUDKѫLQѭӟFYjFNJQJÿѭӧc sӱ dөng theo cách giӕQJQKѭ$7+Yӟi mӝWOѭӧng lӟn Mһc dù nhiӋWÿӝ phân hӫy cӫDQyFDRKѫQFKR phép sӱ dөng trong nhӳng polymer không phù hӧp vӟL$7+QKѭQJQyEӏ hút ҭm và hҩp thө cacbondioxit tӯ không khí tҥo thành mӝt lӟp bӅ mһt cӫa magie cacbonat [11]
%RUD[YjD[LWERULFÿmÿѭӧc sӱ dөQJQKѭFKҩt chӕng cháy trong nhiӅXQăP cho ngành gӛ, giҩy và xӕp polyuretan KӁm borax ÿm ÿѭӧc sӱ dөng trong ngành công nghiӋp nhӵD ÿӇ thay thӃ cho trioxide DQWLPRQQKѭ Pӝt chҩt hӛ trӧ trong 25 QăPTXD.KLNӃt hӧp vӟi ATH nó có kӃt quҧ có lӧi trong viӋc giҧm khói phát sinh có thӇ ÿҥWÿѭӧc bҵng cách sӱ dөng kӁm borax ÿӇ thay thӃ antimon trioxit cho mӝt sӕ WUѭӡng hӧp Nó bҳWÿҫu bӏ mҩWQѭӟc ӣ 190 o C Mӝt loҥi kӁm borat khan có thӇ dùng trong nhӵa nhiӋWÿӝ FDR&ѫFKӃ hoҥWÿӝng cӫa kӁm borat bao gӗm: [11]
Phҧn ӭng khӱ Qѭӟc thu nhiӋt, hình thành lӟp bҧo vӋ trong polymer halogen hóa vӟi viӋc sinh ra axit boric, әQÿӏnh lӟp bҧo vӋ trong polymer halogen hóa, hình thành mӝt lӟp cách nhiӋt khi sӱ dөng kӃt hӧp vӟi ATH, kӁm borat có thӇ ÿѭӧc kӃt hӧp vӟi graphit tróc lӟSÿӇ giҧm khói phát sinh trong polyolefin [11]
Hӧp chҩt nitѫ hiӋn tҥLNK{QJÿѭӧc ӭng dөng rӝng rãi làm chҩt chӕng cháy Ĉѭӧc biӃWÿӃn nhiӅu nhҩWOjPHODPLQ0HODPLQSKRWSKDWÿѭӧc sӱ dөng kӃt hӧp vӟi các hӧp chҩt photpho Melamin GLERUDW ÿѭӧc sӱ dөng trong polymer epoxy và melamin xyanua trong polyamit Melamin là mӝt chҩt chӕQJFKi\WѭѫQJÿӕi rҿ và hoҥWÿӝQJWKHRFѫFKӃ: [11]
ThăQJKRDӣ 350°C và quá trình này thu nhiӋt mҥnh, hѫLPHODPLQOjPORmQJ KѫLGӉ cháy Khi melamin cháy nó tҥRWKjQKQLWѫ, melamin có thӇ phân ly trong pha KѫL ÿӇ tҥo thành xianamit, cҧ melamin và xianamit có thӇ phân hӫ\ ÿӇ cung cҩp amoniac, là chҩt không duy trì cháy
Hӧp chҩt cӫa thiӃFÿmÿѭӧc sӱ dөng làm chҩt chӕQJFKi\WURQJQăPTXD
Aerogel
Ĉӏnh QJKƭD và phân loҥi
Thuұt ngӳ DHURJHOÿѭӧc Kistler giӟi thiӋu lҫQÿҫXWLrQYjRQăPÿӇ chӍ ÿӏnh các loҥLJHOWURQJÿyFKҩt lӓQJÿѭӧc thay thӃ bҵng chҩt khí, mà không làm sұp mҥng Oѭӟi rҳQJHO7X\QKLrQÿӏnKQJKƭDWӯ ³DHURJHO´Yүn còn gây nhiӅu tranh cãi 7UѭӟFÿk\WKXұt ngӳ DHURJHOÿѭӧc sӱ dөng cho các vұt liӋu sӱ dөQJSKѭѫQJSKiS sҩy siêu tӟi hҥQWURQJNKLÿyFiFSKѭѫQJSKiSNKiFÿӇ tҥo ra các vұt liӋXQKѭYұy lҥi gӑi là ambigel/xerogel (sӱ dөQJSKѭѫQJSKiSED\KѫLKRһc là cryogel (sӱ dөng SKѭѫQJSKiSVҩ\ÿ{QJNK{ [12]
Vӟi sӵ phát triӇn cӫa công nghӋFiFSKѭѫQJSKiSNK{QJVӱ dөng sҩy siêu tӟi hҥQÿmFKRSKpSFK~QJWDFyWKӇ tҥo ra các vұt liӋXWѭѫQJWӵ mà vүn giӳ ÿѭӧc hҫu hӃt vi cҩu trúc cӫa gel Vì vұy ÿӏQKQJKƭDFӫD³DHURJHO´ ÿmGҫn chuyӇn tӯ dӵa trên vұt liӋu cҩXWKjQKKѫQOjSKѭѫQJSKiSVҩy HiӋn tҥi, bҩt kǤ vұt liӋu nào có trӑng Oѭӧng thҩp, có nguӗn gӕc sol-JHOYjFyNtFKWKѭӟc lӛ khí tӯ 2-PPÿӅXÿѭӧc coi QKѭOjDHURJHO [12]
1Kѭ Yұy, dӵD WKHR FiF ÿӏQK QJKƭD YӅ aerogel hiӋn nay, ta có thӇ phân loҥi DHURJHOWKHRFiFQKyPVDXÿk\
Silica aerogels: Là loҥLÿѭӧc phát hiӋQYjÿѭDYjRVҧn xuҩWÿҫu tiên trên thӃ giӟi nên silica aerogels ÿѭӧc biӃWÿӃn và phә biӃn nhҩt Vӟi hình thái cӫa nó nên nó ÿѭӧc gӑLOj³NKyLÿyQJEăQJ´YjFyPjX[DQKGѭѫQJPӡ Nó chӭDKѫQNK{QJ khí, nһQJKѫQNK{QJNKtEDOҫn, nhҽ hѫQWKӫ\WLQKÿӃn 1.000 lҫQYjÿѭӧc xem là vұt liӋu nhҽ nhҩt (1.000 m 2 /g) và cách nhiӋt tӕt (5.000Hz Khi nӗQJÿӝ tro bay tăng thì hӋ sӕ hҩp thu tăng do cҩu trúc composite aerogel ÿѭӧc әQ ÿӏQK KѫQvà khӕL Oѭӧng riêng tăng ÿӗng thӡi tăng FѭӡQJ WѭѫQJ Wác các thành phҫn FA vӟi các phҫn tӱ trong hӋ làm cho năQJOѭӧQJÿLTXa lӛ xӕSNKyKѫQQrQ năQJOѭӧng mҩWÿL tăng lên +ѫQQӳa, khi tҫn sӕ cao thì xҧy ra phҧn xҥ nhiӅu (hiӋn Wѭӧng cӝQJKѭӣng)
So vӟi vұt liӋu rPET aerogel có cùng bӅ dày 3 mm và cùng nӗQJÿӝ sӧi 2% kӃt quҧ cho thҩy khҧ năng cách âm tӕt trong khoҧng 2.000-2.500Hz thì hӋ sӕ hҩp thu cӫa rPET/FA composite aerogel có sӵ giҧm nhҽ mӝt chút và cách âm ӣ tҫn sӕ cao KѫQ 000-5.000Hz do sӵ WѭѫQJ WiF JLӳa tro bay và sӧi rPET và các thành phҫn khác dүQ ÿӃn khӕL OѭӧQJ ULrQJ WăQJ OrQ OjP FKR ÿӝ xӕp giҧm Cùng mӝt bӅ dày rPET/FA composite aerogel thì sӵ WѭѫQJWiFYӟi không khí trong lӛ xӕp giҧPÿLYjQăQJ OѭӧQJ NKy ÿL YjR WURQJ KӋ KѫQ QrQ QăQJ Oѭӧng mҩW ÿL tW KѫQ QKѭQJ NK{QJ ÿiQJ NӇ GR NtFK WKѭӟc hҥt tro bay nhӓ Khi so sánh vӟi sҧn phҭP WKѭѫQJ Pҥi acoustic foam absorber, Basmel bӅ dày 3 mm có hӋ sӕ tiêu âm (noise reduction coefficient NRC = 0,4), thì vұt liӋu tәng hӧp composite aerogel có khҧ QăQJcách âm, hӭa hҽn làm vұt liӋu có khҧ QăQJ FiFK kP Wӕt trong nhiӅX OƭQK YӵF QKѭ [k\ dӵng, rҥp chiӃu phim, tӯ nguӗn nguyên liӋu phӃ thҧi [36-39]
4.9 Tính chҩt cѫ hӑc cӫa vұt liӋu composite aerogel rPET/FA
Tính chҩt cѫ hӑc cӫa rPET/FA aerogel composite có thӇ ÿyQJPӝt vai trò quan trӑng ÿӝ bӅn cӫDFK~QJNKLFK~QJÿѭӧc sӱ dөng cho các ӭng dөng cách nhiӋt và cách âm, chӕng cháy.
Hình 4.13 Ĉѭӡng cong ӭng suҩt-ÿӝ biӃn dҥng cӫa các mүu composite aerogel rPET/FA
Hình 4.13 cho thҩy kӃt quҧ thҩy ÿӝ bӅn nén P{ÿXQ